Bi-lagan. 3 Elevaktiva arbetssätt. Utmaningen NATDID. Hjärnan och inlärning. Två Nobelpris. Proteinatlasen

Transkript

1 Bi-lagan INSPIRATION OCH INFORMATION FÖR LÄRARE I SKOLAN BI-LAGAN NR 3 DECEMBER 2015 Utmaningen 3 Elevaktiva arbetssätt 6 NATDID 9 Hjärnan och inlärning 10 Två Nobelpris 14 Proteinatlasen 17 Nationellt resurscentrum för biologi och bioteknik Vid Uppsala universitet i samarbete med SLU, Biologilärarnas förening och Skolverket. Box 592, Uppsala tel fax info@bioresurs.uu.se

2 Bi-lagan Bi-lagan ges ut av Nationellt resurscentrum för biologi och bioteknik. Tidningen utkommer med tre nummer per år och riktar sig till alla som arbetar med uteverksamhet, naturorienterande ämnen och biologi, från skolans tidiga år upp till gymnasium/vuxenutbildning. Nationellt resurscentrum för biologi och bioteknik har som uppdrag att stödja och inspirera lärare från förskola till gymnasium/vuxenutbildning bland annat genom att främja diskussion och utbyte av idéer mellan lärare, arbeta med kompetensutveckling för lärare, ge råd om experiment och fältmetodik, arbeta för en helhetssyn på naturvetenskap och för en integration av biologiska frågeställningar i skolan och främja kontakter mellan forskning, skola och näringsliv. Ansvarig utgivare: Britt-Marie Lidesten Redaktion: Lisa Reimegård (redaktör och layout) Britt-Marie Lidesten Kerstin Westberg Ida Solum Omslagsbild: Se texten längst ner till höger på denna sida. Övriga foton: Redaktionen om inget annat anges. Prenumeration och fler ex: Prenumeration på Bi-lagan som pappersexemplar eller elektronisk version är kostnadsfri. För att anmäla dig som prenumerant, gå in på välj Bi-lagan och sedan Prenumerera. Lärare, arbetslag på en skola, privatpersoner och andra intresserade kan på detta sätt beställa ett eget ex. Det går även bra att (i mån av tillgång) få fler ex av ett visst nummer av Bilagan. Kontakta redaktionen på: info@bioresurs.uu.se Annonsering: Vill du annonsera i Bi-lagan? Se eller kontakta Lisa Reimegård; eller info@bioresurs.uu.se Upplaga: ex På gång! Som vanligt är det ett blandat innehåll i detta nummer av Bi-lagan. Läs och inspireras av skolorna som jobbat med Bioresurs utmaning om ekosystemtjänster. (Vad vill ni att nästa års utmaning ska handla om? Maila förslag till info@bioresurs.uu.se.) Pröva ett elevaktivt arbetssätt kring begrepp och fördjupa kunskaperna om hjärnans utveckling och proteinernas betydelse i kroppen. Den Nobelprisbelönade forskningen i fysiologi eller medicin och i kemi har fått stor praktisk betydelse som gör det extra motiverat att ta upp den i skolan. Vi har tidigare tagit fram övningar och laborationer med koppling till Nobelprisen, läs mer på sidorna I detta nummer berättas också om Nationellt centrum för natur vetenskapernas och teknikens didaktik (NATDID), Linköpings universitet. Som många säkert känner till har det varit diskussioner om de nationella resurscentrumens vara och verksamhet. Som det ser ut nu blir de fyra resurscentrumen i biologi/ bioteknik, fysik, kemi och teknik kvar och kommer att samarbeta med NATDID kring spridning av ämnesdidaktisk forskning. Bioresurs webb Allt mer av jobbet på Bioresurs handlar om att göra vårt material tillgängligt via webben. Utformningen av vår webbsida har inte förändrats sedan 2001 och behovet av en revision är nu stort. Vi tar fram en ny layout och en ny struktur inom ramen för en modernare plattform. Det är ett omfattande material med övningar och laborationer som utvecklats under åren som ska överföras och vi kommer även att efterhand komplettera med nytt material. Strukturen utgår från styrdokumenten och vi hoppas att det ska göra det lätt att orientera sig. För detta stora arbete är Ida Solum nyanställd sedan september. Vi hälsar henne varmt välkommen och är mycket glada för att hon har kommit igång bra med arbetet. Vi har också tagit fram en webbmodul på uppdrag av Skolverket, som stöd och inspiration till lärare som arbetar med naturvetenskap, främst biologi, inom särskild utbildning för vuxna. Den ingår i modulen vuxnwebben, men många av övningarna är även användbara inom den vanliga grundskolan. Se Bioresurs hemsida. Vi ser att sociala medier får allt större betydelse för att utbyta erfarenheter och ökar vårt engagemang via våra egna sidor på Facebook och Instagram, se baksidan. ISSN Tryck: DanagårdLiTHO AB Produktionen av tidningen är Svanen- och FSC-märkt. TRYCKSAK Framsidesbilden visar hur proteinet OCIAD2* uttrycks i olika celltyper på ett vävnadssnitt från en normal njure. Med hjälp av tekniken immunhistokemi har de celler där OCIAD2 finns färgats bruna. Distinkt brun färgning ses i de celler som utgör njurens proximala tubuli, men inte i distala tubuli eller i glomeruli (som ser ut som nystan). Man vet att OCIAD2 finns i cellernas mitokondrier men proteinets funktion är ännu inte känd. Källa: Per-Henrik Edqvist, Tissue Profiling Facility, Science for Life Laboratory Bilden finns på The Human Protein Atlas, * OCIA domain containing protein 2 (OCIA står för Ovarian Carcinoma Immunoreactive Antigen-like protein )

3 Fritids Pingvinen på Stora Högaskolan i Stenungsunds kommun arbetade med vatten. Foto: Emina Kumro och Susan Falk Utmaningen 2015: Ekosystemtjänster Här presenteras tre skolors bidrag till Utmaningen 2015, med tema ekosystemtjänster. Ett stort tack till Kättinge skola på Vikbolandet i Norrköpings kommun, Banérskolan i Leksand och Stora Högaskolan i Stora Höga i Stenungsunds kommun! Kättinge skola Text och foto: Lisbeth Karlsson, fritidspedagog Vi arbetade med ekosystem och ekosystemtjänster i förskoleklass till årskurs två, framför allt under vårterminen. Vi började med att avgränsa ett område på cirka 500 kvadratmeter med hjälp av plastband. Därefter studerade vi djur och insekter, mossor och lavar samt buskar och träd på den ytan. När vi började fanns det fortfarande snö, vilket gjorde att vi kunde hitta spår från djur som vistades i området (som inte hade gått i ide). Vi pratade om näringskedjan och om hur djur gör under vintern. Vi noterade att det finns väldigt många sorters mossor och lavar. Vi gjorde experiment och såg hur mycket vatten mossa kan suga upp. Denna egenskap gör att översvämningar kan undvikas vid mycket regn. Dessutom sparar mossor och lavar vatten som växterna kan använda när det blir torka. Vi tittade på blommorna hos buskar och ris som vi får bär från och såg insekter som pollinerade. Vi såg filmen Britta Bi och Hanna Humla från Film i skolan (filmiskolan.com), som berättar och visar hur insekter pollinerar och hur befruktningen i blomman går till. Vi studerade även träd och pratade om att vi bland annat får syre, ved, virke och papper från dessa. Vi letade insekter under och över mark, i träden och under stenar. Med usb-mikroskop fick vi se många intressanta detaljer. Vi hittade nedbrytare som vi konstaterade är väldigt viktiga. Vårterminen avslutades med en heldag i skogen, då vi sammanställde vad vi har lärt oss om ekosystemtjänster genom en skattjakt. Eleverna fick utföra uppdrag där de använde sina kunskaper för att få ledtrådar som ledde dem till skatten, som var något gott att grilla. Det vi kan slå fast är att det går att lära sig naturvetenskapliga begrepp även vid låg ålder. Pollinering, livscykel, näringskedja, ekosystem och ekosystemtjänster är nu bekanta ord för våra elever. När höstterminen började gick vi ut och plockade bär och svamp. Då kunde vi se resultatet av pollineringen. Vi kokade sedan sylt och åt den tillsammans med krabbelurer som vi gräddade över öppen eld i skogen. 3

4 Kvävets kretslopp Bilden är ritad av Tuva Ragnegård i årskurs fem. Banérskolan Text och foto: Åsa Högås, NO/tn-lärare I årskurs fyra till sex på Banérskolan började vi med en översiktlig genomgång som behandlade vad ekosystemtjänster är. Eleverna tittade på bilder och letade efter så många olika ekosystemtjänster de kunde komma på. De fick även gå ut och titta på olika ekosystem kring skolan och söka efter biotiska och abiotiska faktorer som påverkar dessa. Alla ord samlades på tavlan och vi grupperade dem sedan i olika kategorier. Eleverna fick därefter försöka förklara var vi får syre från och vart koldioxiden tar vägen. I samband med detta kom vi också in på vad atomer, molekyler och grundämnen är och energins oförstörbarhet. Eleverna antecknade i sina böcker under diskussionen i helklass och jag fyllde i de kunskapsluckor som fanns. Eleverna fascinerades av att växten endast behöver koldioxid, vatten och solljus för att fotosyntesen ska kunna omvandla detta till kemisk energi och syre. Eleverna fick också läsa faktatexter om hur man för flera tusen år sedan förklarade hur det mesta på jorden fungerar. Därefter fick de skriva en egen faktatext. Hållbar utveckling och kretslopp Vi arbetade även med hållbar utveckling och återvinning. Klassen fick i uppdrag att räkna alla dryckeskartonger de förbrukade i sitt hem varje dag under två veckors tid samt sortera och sedan återvinna dem på rätt sätt. De deltog i återvinningstävlingen Kartongmatchen, ett projekt av Tetra Pak i samarbete med Världsnaturfonden WWF. I denna tävling ingick även en uppgift om utrotningshotade djur. Eleverna repeterade sedan vattnets kretslopp, som de läst om tidigare. De gjorde varsin skiss och fyllde i alla ord de kunde komma på som hade med detta att göra. I samband med detta gick vi även igenom partikelmodellen och vattnets specifika egenhet att det faktiskt expanderar när det fryser. I och med detta kom vi också in på Anders Celsius och Daniel Gabriel Fahrenheit. För att eleverna skulle komma ihåg vattnets kretslopp och hur det fungerar med avdunstning, kondensation och nederbörd gjordes denna övning: Fråga eleverna vad som händer om man häller upp kokhett vatten i en skål och täcker med plastfolie. Gör sedan detta och be dem förklara med hjälp av begreppen de arbetat med. Fyll i om det är något de missar. Sedan var det dags för kolets kretslopp. Eleverna lockades att berätta om sådant de egentligen redan visste, fast kanske aldrig satt ord på. Många gånger kommer en klass väldigt långt i sina samlade gemensamma kunskaper genom att göra på det sättet. Vi kom även in på näringskedjor och näringsvävar. Ju längre ned i näringskedjan vi människor är desto bättre. Kvävets kretslopp gick vi också igenom. Vi tittade bland annat på rotknölarna på ärt- och klöverväxter. Det är dessa tillsammans med vissa bakterier som hjälper växterna att ta upp kväve. Eleverna fick i uppgift att illustrera kolets eller kvävets kretslopp och förbereda en presentation för en yngre elev. Eleverna fick även i läxa att ta med kompostjord hemifrån, eller leta nedbrytare, för att Begreppsövning Skriv upp alla viktiga begrepp inom ett visst område på lappar. Dela in eleverna i par eller grupper om tre. Be dem lägga orden upp och ned. En av eleverna tar sedan upp ett ord och beskriver det och de andra får försöka lista ut vilket ord det är. Därefter får en annan elev i gruppen fortsätta, och så vidare. En mycket effektiv övning! Exempel på begrepp som diskuterades under arbetet med Utmaningen 2015: ekologi, ekosystem, ekosystemtjänster, abiotiska faktorer, biotiska faktorer, art, population, producent, konsument, ekologiska fotspår, väte (H), syre (O), syrgas (O 2 ), vatten (H 2 O), kol (C), koldioxid (CO 2 ), fotosyntes, klyvöppningar, klorofyll, energi, druvsocker, cellulosa, cellandning, kretslopp, hållbar utveckling, återvinning, miljöfarligt, miljöhot, utrotningshotad, smältning, vätska, flytande form, avdunstar, gasform, vattenånga, kondenserar, stelning, frysning, fast form, nederbörd, absoluta nollpunkten, hög och låg temperatur, fryspunkt, kokpunkt, kväve (N), rotknölar, näringsväv, näringskedja, nedbrytare, övergödning, försurning och ph-värde. 4

5 använda i en kompost som de tillverkade enligt instruktioner i Bi-lagan nr (se bilden ovan samt Bioresurs hemsida). Människan och miljön Efter de grundläggande lektionerna kom vi in på människans inblandning i miljön: övergödning och försurning (växthuseffekten kommer senare under terminen). Vi genomförde följande laboration i smågrupper: Gå till sjön och fyll två burkar med sjövatten. Märk den ena med sjövatten. Tillsätt växtnäring i den andra (samma koncentration som rekommenderas på flaskan). Märk den flaskan med sjövatten + växtnäring. Sätt lock på burkarna och ställ dem på en ljus och varm plats i klassrummet. Observera vad som händer och jämför resultatet med de andra gruppernas. I skogen bredvid skolan har vi ägnat oss åt artkunskap, allemansrätt och friluftsliv. Eleverna blev grupperade i åldersöverskridande grupper om cirka fem till sex elever. De äldre var gruppledare och guidade de yngre. Tillsammans skulle de utföra vissa uppdrag på vägen upp till toppen av berget Asaklitt. De fick: en orienteringsuppgift de skulle lösa med hjälp av en karta. namnge någon lav. para ihop barrträd med rätt kottar. öva på knopar. prata om eldens egenskaper och göra upp eld. montera ihop ett stormkök. svara på frågor om allemansrätten. Stora Högaskolan Text och foto: Emina Kumro och Susan Falk, fritidspedagoger Vi arbetar i en fritidsgrupp med 38 barn från årskurs två och tre. Vi inledde tema ekosystemtjänster med att prata om vad det innebär och jobbade sedan vidare med fokus på vatten. Vi har arbetat med utmaningar från Bioresurs med den här barngruppen sedan förskoleklass, så de är vana. Vi började med att gå till havet en regnig och blåsig dag. Vi tittade på hur molnen såg ut och pratade om hur vattnets kretslopp fungerar. Där samlade vi också regnvatten i en hink som vi tog med oss. Efter några dagar kunde barnen se att vattnet hade förångats. Experiment med krasse odlat i cd-fodral. På en av våra utedagar gjorde vi ett experiment som gick ut på att rena smutsigt vatten. Där använde vi oss av ett tips från Bi-lagan nr (se Bioresurs hemsida). En PET-flaska delades på mitten och toppen användes som tratt, där vi la sand, grus, stenar och bomull. Sedan hällde vi på smutsigt vatten och till barnens förvåning var vattnet som rann ut renare. Ett annat experiment gick ut på att så krasse på bomull i fyra olika cd-fodral (se bild ovan samt Lekolars magasin Vårterminstart 2015). När krassen grott vattnade vi ett fodral med vinäger blandat med vatten (=surt), ett med saltvatten, ett med sockervatten och ett med vanligt kranvatten. Barnen kunde konstatera att surt och salt vatten dödade växtligheten, medan sött och vanligt vatten höll växterna vid liv. Här pratade vi också om hur olika vattentillgången kan se ut i världen. Till exempel följde vi ett projekt från Sydafrika, 20 degrees South Run (20degreessouthrun.co.za), där man bland annat vill uppmärksamma bristen på vatten i Afrika. Återigen kan vi konstatera att barnen är otroligt intresserade av olika ting i naturen! 5

6 Vilka överlevnadsstrategier tillämpar djuren under vintern och var vistas de? Elevaktiva arbetssätt Text: Mats Hansson, lärarutbildare vid Institutionen för matematikämnets och naturvetenskapsämnenas didaktik, Stockholms universitet E-post: Samtal i klassrummet kan öka elevernas förståelse och vidga deras språkliga repertoar, vilket i sin tur kan ge dem bättre förutsättningar för att delta aktivt i diskussioner och ta ställning i olika frågor. Samtalen är också tillfällen då läraren kan få en bild av var eleverna befinner sig kunskapsmässigt, som kan användas för att peka ut nya mål att nå. Men hur kan du som lärare få elever att samtala om just det du vill att de ska prata om? 6 Naturvetenskapliga relationskort Här presenteras ett elevaktivt arbetssätt som handlar om att träna begreppsförståelse och att använda begrepp i konkreta exempel. Jag hade läst om en lärare som i svenskundervisningen brukade sortera ord i substantiv, adjektiv och verb. Det gav mig idén att göra något liknande inom naturvetenskap, att sortera begrepp och beskrivningar. Mitt första försök blev inom kemin med faser och fasövergångar i en klass i årskurs sex. Jag valde att ha begreppen på rött papper och beskrivningarna på vitt papper (se bilden på nästa sida). Eleverna fick ett kuvert innehållande lapparna med begrepp och beskrivningar och jobbade i grupper om två till tre. Instruktionen löd: Plocka ut de röda lapparna med begrepp och lägg dem i en rad. Hitta därefter två beskrivningar till varje begrepp och lägg på varsin sida om begreppet. Eleverna satte full fart med att försöka sortera lapparna och deras diskussioner gav mig en bra bild av vad de kunde och vad de saknade kunskap om. De visade stor nyfikenhet och ställde många frå-

7 Plocka ut de röda lapparna med begrepp och lägg dem i en rad. Hitta därefter två beskrivningar till varje begrepp och lägg på varsin sida om begreppet. gor. Utifrån detta kunde jag sedan planera undervisningen för att stödja deras kunskapsutveckling. Därefter skulle vi arbeta med djur och växter på vintern. Nästa övning kom därför att handla om olika överlevnadsstrategier hos djur. Här ville jag få med mångfalden av anpassningar och vilken miljö/plats djuren övervintrar på. Djuret skrevs på röda lappar, miljön/platsen de övervintrar på skrevs på gröna lappar och anpassningen skrevs på blå lappar (se den stora bilden till vänster). Alla dessa lappar placerades i ett kuvert. Det är bra om det finns lappar som kan passa på flera ställen, eftersom det ger upphov till diskussioner. Eleverna lade först upp de röda lapparna med djuren för att sedan hitta en miljö/plats och en anpassning för varje djur, vilket innebar gröna och blå lappar på varsin sida om djuret. Nu uppstod det exempelvis frågor kring skillnader mellan vintersömn och vinterdvala, vilket igen gav uppslag till fortsatt undervisning. När jag såg att grupperna började bli klara bad jag dem gå runt och jämföra med varandra för att hitta skillnader och likheter. Efter att ha arbetat på detta sätt kan elever göra egna relationskort och träna på begreppsförståelse och på att uttrycka sig på ett entydigt sätt, så att andra förstår. Levande begreppskarta Ett annat elevaktivt arbetssätt är att jobba med begreppskartor där eleverna ska sortera ord utifrån olika sorteringsgrunder, exempelvis sätta växtdelar i relation till varandra från rot till fröämne (se rutan nedan). Även här arbetade jag från början med lappar i kuvert, där eleverna skulle sitta i grupper om två och lägga dem i ordning, utifrån delarnas placering i växten. Det fungerade bra men riktig fart på övningen blev det först när eleverna istället fick varsin lapp med ett begrepp och ombads ställa sig i ordning, i klassrummet eller utomhus. Jag instruerade dem att placera sig från under marknivå till de delar som är högst placerade i växten. Men påpekade att slutresultatet inte behöver vara en rak rad, då flera delar i en växt kan befinna sig på ungefär samma nivå. Självklart fick de även här ta hjälp av varandra och prata och diskutera. Det ger eleverna en chans att kommunicera kring begreppen och sätta in dem i rätt sammanhang. Begreppsförståelse och att kommunicera naturvetenskap ingår i de förmågor elever ska ges möjlighet att utveckla enligt kursplanen i biologi. När jag gör denna övning brukar jag sedan, när klassen är färdig, be eleverna berätta vilken växtdel de representerar och varför de står där de gör. Därefter frågar jag om någon har en alternativ sortering. Om jag vill hitta deras förförståelse gör jag ingen ändring, utan antecknar hur de står eller tar en bild. Sedan gör vi samma övning igen, när vi har jobbat med avsnittet, för att se om det blir någon förändring. Görs övningen i slutet på avsnittet får eleverna även försöka berätta vilken uppgift växtdelen de representerar har. Därefter brukar eleverna vilja att jag ritar på tavlan så att de får med det i sin anteckningsbok. Begreppskartor kan även användas för att diskutera exempelvis matspjälkningen (se rutan nedan). I stora klasser kan det bli svårt att få lapparna att räcka till varje elev men man kan dela klassen i två grupper och ha två uppsättningar av begreppen. Grupperna kan sedan jämföra och se likheter och skillnader i hur de ställt sig. Vilka begrepp som tas med i en begreppskarta eller på relationskort väljs utifrån elevernas ålder. Förslag på ord till en begreppskarta för växter med blommor: Stjälk, blad, kronblad, ståndare, fröämne, stift, klyvöppning, rot, blomaxel, foderblad, pistill, rothår, ståndarknapp, märke, pollen, sträng, koldioxid, syre, vatten och fotosyntes. Förslag på ord till en begreppskarta över matspjälkningen: Blindtarm, ändtarm, mun, magsäck, tunntarm, matstrupe, övre magmun, galla, lever, bukspottkörtel, svalg, tjocktarm, blindtarm, nedre magmun, tarmludd, saltsyra, pepsin, tolvfingertarm, bukspott, gallblåsa, spottkörtel, tunga och amylas. 7

8 Argumentationsövning Vill man att eleverna ska träna på argumentation kan man göra en poängtävling, där de exempelvis får argumentera för vilka delar i matspjälkningskanalen som är viktigast. Låt dem då två och två leta fakta om en del av matspjälkningen (se förslag på förgående sida) och därefter skriva ner argument för varför just den delen behövs. Sedan får paret motivera för de andra i gruppen eller klassen varför den del de representerar är så viktig. När man gått ett varv görs en omröstning. Det par som får flest röster får en poäng. Därefter följer nya argument från alla par och en ny omröstning. Man kan i förväg bestämma hur många rundor man ska gå. Det par som får flest poäng vinner. Det är inte alltid de begrepp som inledningsvis upplevs viktigast som vinner. Detta är något man kan diskutera, tillsammans med vilka argument som påverkade deltagarna att rösta som de gjorde. Det kan vara så att elever taktikröstar eller röstar på argument som kommer från en viss person, vilket också är viktigt att som lärare lyfta i en avslutande diskussion. Många vinster Det finns flera styrkor med att arbeta med relationskort och begreppskartor: De är elevaktiva genom att de får elever att samtala med varandra om naturvetenskapliga fenomen, där alla är aktiva och fungerar som resurser för varandra. Eleverna blir fokuserade under lektionen. Som lärare får jag syn på vad eleverna kan och förstår. Beroende på när jag gör övningen ser jag vad de behöver lära sig mer om alternativt om undervisningen de fått gett önskat resultat. Det ger möjlighet till att ge elever feed-back och feed-forward. Jag har även arbetat med dessa övningar på utbildningar för lärare och alla som prövar blir lika förvånade över hur snabbt man kommer in i diskussionerna och blir nyfiken på både begrepp och det naturvetenskapliga innehållet, även i grupper där man inte känner varandra. Hör gärna av dig med synpunkter, frågor och idéer! 8 Vilka beskrivningar (vita lappar) hör till begreppen kolhydrat, fett, protein, enzym och vitamin (röda lappar)? Se facit på hemsidan,